שיטת ה-Patch Clamp

תפקודים תאיים בסיסיים רבים, כגון התכווצות שרירים והעברת אותות עצביים, מסתמכים על אותות חשמליים שנוצרו על ידי תנועה של יונים בעלי מטען חיובי ושלילי על פני ממברנת התא. אחת השיטות המיומנות להקלטת זרם היונים העוברים דרך ממברנת התא או דרך תעלות יוניות בודדות היא שיטת ה-Patch Clamp.

בשיטה זו, מיקרופיפטה מזכוכית המכילה תמיסת אלקטרוליט אטומה היטב לחלק קטן של ממברנת התא. כתוצאה מכך, מקטע זה של ממברנת התא מבודד חשמלית, מה שמבטיח שהיונים הנעים על פני התעלות זורמים רק לתוך המיקרופיפטה. יתר על כן, אטימה הדוקה זו של ממברנת התא מונעת מיונים לברוח לתמיסת האמבט שבה התא תלוי.

שיטות שונות בשיטת ה-Patch Clamp:

בהתאם למטרת המחקר, ניתן להשתמש בכמה וריאציות של שיטת ה-Patch Clamp למדידת תכונות ביופיזיקליות של התא. לדוגמה, חוקרים יכולים להדק או לשלוט במתח הממברנה ולמדוד את הזרם העובר דרכה. לחלופין, הם יכולים להדק את הזרם ולמדוד כל וריאציה במתח הממברנה.

במצב צמוד לתא, קטע ממברנה המכיל תעלה יונית אחת או מספר תעלות נשאר שלם. כתוצאה מכך, ניתן למדוד את הזרם הזורם דרך מקטע הממברנה בלבד. לעומת זאת, שיטת התא השלם כוללת שיבוש של מקטע הממברנה על ידי הפעלת שאיבה חזקה לזמן קצר. כתוצאה מכך, החלק הפנימי של הפיפטה הופך לרציף עם הציטופלזמה. מצב זה מאפשר למדוד את הזרם החשמלי והמתח של התא כולו.

שיטה נוספת של patch-clamp דורשת נסיגה עדינה של הפיפטה המצורפת. כתוצאה מכך, מקטע הממברנה נכרת מבלי להשפיע על האיטום ההדוק. בתצורה "inside-out" זו, החלק התוך תאי של הממברנה נחשף לתמיסת האמבט, מה שמאפשר מחקר של גורמים תוך-תאיים המשפיעים על תפקוד התעלה.